DE10205599A1

DE10205599A1 - Machine perforating or impressing continuous sheet with regular pattern has roller pair with inter-meshing needle arrangements

Info

Publication number: DE10205599A1
Application number: DE2002105599
Authority: DE
Inventors: Gerhard Arlt; Hans Olthaus; Rainer Doelfel
Original assignee: Afs Entwicklungs & Vertriebs G
Current assignee: Afs Entwicklungs & Vertriebs G
Priority date: 2002-02-11
Filing date: 2002-02-11
Publication date: 2003-08-21

Abstract

Rollers (3, 4) carry needles or pegs. Their arrangements (5, 6) inter-mesh with mutual offset, during rotation. The pattern formed (2) corresponds with both sets of roller needles.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Perforation von bahnartigem Material, insbesondere von Kunststoffolien und Papierbahnen, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The invention relates to a device for perforating web-like material, in particular of plastic films and paper webs, according to the preamble of claim 1.

Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist beispielsweise Gegenstand der EP 0 802 026 A1. Diese zeigt eine Vorrichtung zur Perforation von bahnförmigen Folien, insbesondere Kunststoffolien, mit wenigstens ein von der Folie durchlaufenem Walzenpaar. Dieses Walzenpaar besteht aus einer Nadelwalze, welche radial zu ihrer Mantelfläche ausgerichtete Nadeln aufweist, sowie aus aus einer Gegenwalze, die mit der Nadelwalze in Anlage gehalten ist, und deren Mantelfläche mit ein Eintauchen einer Spitze einer jeweiligen Nadel ermöglichender Ausrüstung, z. B. einer elastischen Außenlage, versehen ist. A generic device is the subject of EP 0 802 026 A1, for example. This shows a device for perforating sheet-like films, in particular Plastic films, with at least one pair of rollers through which the film passes. This The pair of rollers consists of a needle roller, which is aligned radially to its outer surface Has needles, as well as from a counter roller, which is held in contact with the needle roller is, and the lateral surface with an immersion of a tip of a respective needle enabling equipment, e.g. B. an elastic outer layer is provided.

Ähnliche Vorrichtungen sind auch Gegenstand der Schriften US 2,924,863 A und US 3,760,671 A. Similar devices are also the subject of documents US 2,924,863 A and US 3,760,671 A.

Nachteilig bei diesen Perforationsvorrichtungen ist, daß die Dichte des in der Kunststoffolie erzeugten Lochmusters durch die maximale Nadeldichte auf der Nadelwalze begrenzt ist und daß die Beschichtung der Gegenwalze aufgrund des ständigen Einstechens der Nadeln der Nadelwalze einem hohen Verschleiß unterliegt und in kurzen Abständen ausgetauscht werden muß. A disadvantage of these perforation devices is that the density of the in the plastic film generated hole pattern is limited by the maximum needle density on the needle roller and that the coating of the counter roller due to the constant piercing of the needles Needle roller is subject to high wear and tear and must be replaced at short intervals got to.

Bei gattungsgemäßen Vorrichtungen wurden daher auch Bürstenwalzen eingesetzt, also Gegenwalzen mit einer bürstenartigen Oberfläche. Auch diese Walzen unterliegen einem hohen Verschleiß, weisen nur eine mangelnde Temperaturbeständigkeit auf und führen zu einem unbefriedigenden Perforationsergebnis, da die Oberfläche der Bürstenwalze systembedingt ungleichmäßig ist und sich ein unterschiedliches Perforationsergebnis ergibt, wenn eine Nadel auf eine Borstenspitze trifft, verglichen mit dem Auftreffen auf den Raum zwischen zwei Borsten. In the case of generic devices, brush rollers were therefore also used, that is Counter rolls with a brush-like surface. These rollers are subject to one too high wear, have poor temperature resistance and lead to an unsatisfactory perforation result because the surface of the brush roller is uneven due to the system and there is a different perforation result, when a needle hits a bristle tip compared to hitting the room between two bristles.

Es besteht daher die Aufgabe, eine Vorrichtung zur Perforation von bahnartigem Material so weiterzubilden, daß ein gleichmäßiges und dichtes Lochmuster erzielt werden kann und gleichzeitig eine hohe Standzeit der Einrichtung bei geringem Verschleiß erzielt wird. There is therefore the task of a device for perforating web-like material to further develop that a uniform and dense hole pattern can be achieved and at the same time a long service life of the device is achieved with little wear.

Gelöst wird diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen entnehmbar. This object is achieved with the characterizing features of claim 1. Advantageous refinements can be found in the subclaims.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen näher beschrieben, welche zeigen: An embodiment of the invention is described below with reference to FIG accompanying drawings, which show:

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Walzenpaar der Vorrichtung während der Behandlung eines bahnartigen Materials; Fig. 1 shows a cross section through a pair of rollers of the apparatus during treatment of a web-like material;

Fig. 2 eine Draufsicht auf das Walzenpaar gemäß Fig. 1 von rechts (Ansicht B-B); FIG. 2 shows a top view of the pair of rollers according to FIG. 1 from the right (view BB);

Fig. 3 eine Draufsicht auf das in Fig. 1 dargestellte bahnartige Material von oben (Ansicht A-A); Fig. 3 is a plan view of the shown in Figure 1 weblike material from above (view AA).

Fig. 4 das Detail X aus Fig. 3; FIG. 4 shows the detail X from FIG. 3;

Fig. 5 eine Darstellung wie Fig. 4 bei Verwendung anderer Nadelwalzen. Fig. 5 is an illustration like Fig. 4 when using other needle rollers.

Die Vorrichtung, welche eine Vielzahl weiterer Stationen zur Führung, Temperierung, Koronabehandlung, Perforation und/oder Wicklung des zu behandelnden bahnartigen Materials aufweisen kann, umfaßt mindestens ein Walzenpaar, wie es in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist. Die beiden Walzen 3 und 4 sind achsenparallel zueinander angeordnet und weisen einen Antrieb auf, mit welchem sie in den in Fig. 1 mit Pfeilen dargestellten Richtungen drehantreibbar sind. Der Umfang beider Walzen ist gleich groß. Angetrieben werden die Walzen daher in gegensinnigem Drehsinn, jedoch mit gleicher Drehzahl. Bei den Walzen handelt es sich vorzugsweise um Hohlwalzen mit einem als Walzenkern bezeichneten Messingzylinder. Dieser Messingzylinder weist eine Vielzahl von Nadeln 7 auf, welche in Gestalt von Nadelanordnungen 5 und 6 auf den Walzen 3 bzw. 4 angeordnet sind. Die Nadeln 7 durchstoßen dabei den Walzenkern und stehen über die Außenseite des Walzenkerns um einen bestimmten, gleichmäigen Betrag hervor. Das Muster der Nadelanordnungen 5 und 6 ist geometrisch gleichmäßig, worauf später noch eingegangen werden wird. The device, which can have a large number of further stations for guiding, tempering, corona treatment, perforating and / or winding the web-like material to be treated, comprises at least one pair of rollers, as shown in FIGS. 1 and 2. The two rollers 3 and 4 are arranged axially parallel to one another and have a drive with which they can be driven in rotation in the directions shown by arrows in FIG. 1. The circumference of both rollers is the same. The rollers are therefore driven in opposite directions, but at the same speed. The rollers are preferably hollow rollers with a brass cylinder referred to as the roller core. This brass cylinder has a plurality of needles 7 , which are arranged in the form of needle arrangements 5 and 6 on the rollers 3 and 4 , respectively. The needles 7 penetrate the roller core and protrude from the outside of the roller core by a certain, uniform amount. The pattern of the needle arrangements 5 and 6 is geometrically uniform, which will be discussed later.

Die Walzen 3 und 4 sind so zueinander angeordnet, daß zwischen den Walzenkernen ein Abstand liegt, die Nadelanordnungen 5 bzw. 6 beider Nadelwalzen 3 bzw. 4 während der Rotation der Walzen jedoch versetzt ineinandergreifen. Hierunter ist zu verstehen, daß die Walzen axial und tangential so gegeneinander versetzt angetrieben werden, daß eine Nadel 7 der einen Walze jeweils genau in den Raum zwischen zwei Nadeln der gegenüberliegenden Walze gedreht wird, sich also die Nadeln 7 der Nadelanordnungen 5 und 6 beider Walzen 3 und 4 niemals berühren. Der Abstand der Walzen 3 und 4 ist jedoch so gering, daß die Nadeln ineinander eingreifen, die über die Nadelspitzen gemessenen Außenumfänge beider Nadelwalzen 3 und 4 einander also überlappen. The rollers 3 and 4 are arranged with respect to one another such that there is a distance between the roller cores, but the needle arrangements 5 and 6 of both needle rollers 3 and 4 interlock with one another during the rotation of the rollers. This is to be understood to mean that the rollers are driven axially and tangentially so that they are offset from one another such that a needle 7 of one roller is rotated exactly into the space between two needles of the opposite roller, that is to say the needles 7 of the needle arrangements 5 and 6 of both rollers Never touch 3 and 4 . However, the distance of the rolls 3 and 4 is so small that the needles engage with each other, the measured via the needle tips of outer peripheries of the two needle rollers 3 and 4 to each other so overlap.

Zwischen den beiden Nadelwalzen 3 und 4 ist das zu perforierende bahnartige Material, im dargestellten Beispiel eine Kunststoffolie, geführt. Vor Eintritt in den Spalt zwischen den beiden Walzen 3 und 4 ist die Folie glatt und ungelocht, wie es aus dem linken Teil der Fig. 3 erkennbar ist. Die Folie bzw. das bahnartige Material wird während des Betriebs der Vorrichtung im wesentlichen mit der Umfangsgeschwindigkeit der Walzen 3 und 4 hindurchgeführt, so daß durch die Nadeln 7 die Folie nicht gerissen, sondern nur punktuell berührt und durchstochen wird. Hierbei entsteht das in Fig. 3 rechts unten dargestellte Lochmuster 2, welches vergrößert in Fig. 4 dargestellt ist. Die Perforationen durch die Nadelanordnung 5 der einen Nadelwalze 3 sind mit einem Kreuz gekennzeichnet, während die Perforationen der Nadelanordnung 6 der anderen Nadelwalze 4 durch Kreise gekennzeichnet sind. Man sieht deutlich, daß sich die beiden Lochmuster überlappen und insgesamt ein, verglichen mit dem Lochmuster einer Nadelanordnung, doppelt so dichtes Lochmuster 2 ergeben. Dieses Ergebnis wird erzielt, wenn die Nadeln 7 beider Nadelwalzen 3 und 4 jeweils spitz zulaufen und gemeinsam dieses Lochmuster 2 bilden. The web-like material to be perforated, in the example shown a plastic film, is guided between the two needle rollers 3 and 4 . Before entering the gap between the two rollers 3 and 4 , the film is smooth and unperforated, as can be seen from the left part of FIG. 3. The film or sheet-like material is passed through during operation of the device essentially at the peripheral speed of the rollers 3 and 4 , so that the needles 7 do not tear the film, but only touch it and puncture it at certain points. This creates the hole pattern 2 shown at the bottom right in FIG. 3, which is shown enlarged in FIG. 4. The perforations through the needle arrangement 5 of the one needle roller 3 are identified by a cross, while the perforations of the needle arrangement 6 of the other needle roller 4 are identified by circles. It can clearly be seen that the two hole patterns overlap and result in a hole pattern 2 that is twice as dense compared to the hole pattern of a needle arrangement. This result is achieved when the needles 7 of both needle rollers 3 and 4 each taper to a point and together form this hole pattern 2 .

Im dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt der Abstand benachbarter Nadeln zwischen 2 mm und 10 mm, wobei auch andere Nadelabstände sowohl in tangentialer als auch in radialer Richtung möglich sind. Die Anordnung der Nadeln 7 in den Nadelanordnungen 5 und 6 ist weitgehend beliebig, soll jedoch einer geometrischen Regel folgen und insbesondere einen Rapport aufweisen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel besteht jede Nadelanordnung 5 und 6 aus einer Vielzahl axial verlaufender Nadelreihen, wobei benachbarte Nadelreihen jeweils um den halben Abstand zweier axial beabstandeter Nadeln 7 gegeneinander versetzt angeordnet sind. In the illustrated embodiment, the distance between adjacent needles is between 2 mm and 10 mm, although other needle distances are possible both in the tangential and in the radial direction. The arrangement of the needles 7 in the needle arrangements 5 and 6 is largely arbitrary, but should follow a geometric rule and in particular have a repeat. In the exemplary embodiment shown, each needle arrangement 5 and 6 consists of a large number of axially extending rows of needles, adjacent rows of needles each being offset by half the distance between two axially spaced needles 7 .

In einer vorteilhaften Ausgestaltung können die Walzen 3 und 4 mit den Nadelanordnungen 5 und 6 beheizt sein, wobei dann zusätzlich zu dem Perforationseffekt ein Schmelzeffekt auftritt, wenn Kunststoffolien perforiert werden. In an advantageous embodiment, the rollers 3 and 4 can be heated with the needle arrangements 5 and 6 , a melting effect then occurring in addition to the perforation effect when plastic films are perforated.

In einer alternativen Ausführungsform können manche Nadeln spitz zulaufen, andere jedoch kegelstumpfförmig oder abgerundet ausgebildet sein. In diesem Fall erzeugen nur die spitz zulaufenden Nadeln Perforationslöcher, während die anderen Nadeln eine Prägung erzeugen, insgesamt also ein Prägemuster bilden. Es ist möglich, eine Nadelwalze vollständig mit spitz zulaufenden Nadeln zu versehen, während die andere mit stumpfen Nadeln versehen wird. In diesem Fall bildet die eine Nadelwalze das Lochmuster und die andere das hierzu versetzt angeordnete Prägemuster. Es ist jedoch auch möglich, innerhalb einer Walze sowohl spitz zulaufende Nadeln als auch abgestumpfte oder abgerundete Nadeln zu verwenden. In an alternative embodiment, some needles may taper, others may be frustoconical or rounded. In this case, only produce the pointed tapering needles perforation holes, while the other needles create an embossing, overall form an embossing pattern. It is possible to completely sharpen a needle roller tapered needles, while the other is provided with blunt needles. In In this case, the one needle roller forms the hole pattern and the other the offset arranged embossing pattern. However, it is also possible to be both pointed within a roller tapering needles as well as blunt or rounded needles.

Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung ist es gegenüber den bekannten Nadelwalzen möglich, eine wesentlich höhere Perforationsdichte zu erzielen, da die Perforation durch zwei gegeneinander versetzt angeordnete Nadelwalzen erfolgt. Ferner ist es möglich, neben der Perforation oder zusätzlich zu dieser eine Prägung aufzubringen. Darüber hinaus unterliegen die beiden Nadelwalzen praktisch keinem Verschleiß, weshalb eine lange Standzeit ohne Wartung und Austausch von Teilen möglich ist. Die Vorrichtung weist eine hohe Temperaturbeständigkeit auf und ist extrem genau einstellbar, so daß ein zuverlässig gleichmäßiges Perforationsmuster bzw. Prägemuster entsteht. Due to the device according to the invention, it is compared to the known needle rollers possible to achieve a much higher density of perforations, since the perforation by two needle rollers offset from each other. It is also possible, in addition to the Perforation or in addition to this embossing. Be subject to the two needle rollers practically no wear, which is why a long service life without Maintenance and replacement of parts is possible. The device has a high Temperature resistance and is extremely precisely adjustable, so that a reliable uniform perforation pattern or embossing pattern is created.

Claims

1. Device for perforating web-like material ( 1 ) with a regular pattern ( 2 ), with at least two rotating rollers arranged parallel to the axis, between which the material ( 1 ) can be passed at approximately the circumferential speed of the rollers, one roller as a needle roller ( 3 ) is designed with a regular needle arrangement ( 5 ), characterized in that the other roller is also designed as a needle roller ( 4 ) and the needle arrangements ( 5 , 6 ) of both needle rollers ( 3 , 4 ) interlock with one another during their rotation, with the formed one Pattern ( 2 ) of the needle arrangement ( 5 or 6 ) of both needle rollers ( 3 , 4 ) corresponds.

2. Device according to claim 1, characterized in that the needles ( 7 ) of both needle rollers ( 3 , 4 ) taper to a point and the pattern ( 2 ) is a hole pattern ( 2 ).

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the needles ( 7 ) of both needle rollers ( 3 , 4 )) are frustoconical or rounded and the pattern ( 2 ) is an embossed pattern.

4. The device according to claim 1, characterized in that part of the needles ( 7 ) of both needle rollers ( 3 , 4 ) tapers and forms a hole pattern and another part of the needles ( 7 ) is frustoconical or rounded and forms an embossed pattern.

5. The device according to claim 4, characterized in that the hole pattern forming part of the needles ( 7 ) is arranged on the one needle roller ( 3 ) and the embossing pattern forming part of the needles ( 7 ) is arranged on the other needle roller ( 3 ) ,

6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the needles ( 7 ) at least one needle arrangement ( 5 , 6 ) are at least partially heatable.

7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the distance between adjacent needles ( 7 ) in each needle arrangement ( 5 , 6 ) is between 2 mm and 10 mm.

8. Device according to one of the preceding claims, characterized in that each needle arrangement ( 5 , 6 ) consists of a plurality of axially extending rows of needles.

9. The device according to claim 8, characterized in that adjacent rows of needles are each offset by half the distance between two axially spaced needles ( 7 ).